倍加福安全栅KCD2-STC-EX1模拟量输入导轨式工作原理

齐纳安全栅的原理简单、电路实现容易，价格低廉，但因由于其自身原理的缺陷使其应用中的可靠性受到很大影响，并限制了其应用范围，其原因如下：

1．安装位置必须有非常可靠的接地系统，并且该齐纳式安全栅的接地电阻必须小于1Ω，否则便失去防爆安全保护性能，显然这样的要求是十分苛刻并在实际工程应用中难以保证。

2．要求来自危险区的现场仪表必须是隔离型，否则通过齐纳式安全栅的接地端子与大地相接后信号无法正确传送，并且由于信号接地，直接降低信号抗干扰能力，影响系统稳定性。

3．齐纳式安全栅对电源影响较大，同时也易因电源的波动而造成齐纳式安全栅的损坏。

隔离式安全栅：

安全栅的主要功能就是限制安全场所的危险能量进入危险场所，及限制送往危险场所的电压和电流。齐纳管Z用于限制电压。当回路电压接近安全限压值时，齐纳管导通，使齐纳管两端的电压始终保持在安全限压值以下。电阻R用于限制电流。当电压被限制后，适当选择电阻值，可将回路电流限制在安全限流值以下。

与齐纳安全栅相比，隔离式安全栅除具有限压与限流的作用之外，还带有电流隔离的功能。隔离栅通常由回路限能单元、电流隔离单元和信号处理单元三部分组成，基本功能电路如图2所示。回路限能单元为安全栅的核心部分。此外，辅助有用于驱动现场仪表的回路供电电路和用于仪表信号采集的检测电路。信号处理单元则根据安全栅的功能要求进行信号处理。

隔离式安全栅，基本有检测端安全栅和操作端安全栅两种类型。检测端安全栅与两线制变送器配套使用；操作端安全栅与电气转换器或电气阀门配套使用。也有信号输入等类型隔离式安全栅。

由于隔离式安全栅采用了限压、限流、隔离等措施，不仅能防止危险能量从本安端子进入危险现场，提高系统的本安防爆性能，而且还增加了系统的抗干扰能力，大大提高了系统运行的可靠性。 24VDC 电源经DC-AC-DC变换后，输出模块电路所需要的多种电压。

检测端隔离式安全栅的原理是：模块电路将通过本安能量限制电路输入的电流或电压信号转变为0.2-1VDC后，送入模块内进行采集、放大、运算和进行抗干扰处理后，再经变压器调制成输出隔离的电流和电压信号，供后面的二次仪表或其它仪表使用。模块还需输出一个隔离的18.5∽28.5VDC电压，通过本安能量限制电路做为供给两线制变送器的工作电压。本安能量限制电路能限制大电流或高电压的危险信号窜入危险现场。

操作端隔离式安全栅的原理是：将调节器或操作器输出的4-20mA DC信号隔离后再输出4-20mA DC 的信号，通过本安能量限制电路供给电气转换器或现场的电气阀门定位器使用

技术参数部分节选（仅供参考）：
单通道隔离屏障
24v DC电源(电源轨)
输入2线SMART变送器和电流源
输出为4 mA…20ma或1v…5伏
外壳宽度12.5 mm
至SIL 2 (SC 3) acc。IEC/ en61508

技术参数节选KCD2-STC-EX1
通用规范
信号类型模拟输入
功能安全相关参数
安全完整性等级(SIL
系统能力(SC
供应
连接动力导轨或端子9+，10-
额定电压19…30v dc
纹波≤10%
24v和20ma源模式输出时额定电流≤45ma
功耗≤800mw
功耗≤1.1 W
输入
连接侧字段侧
连接端子1+、2-;3 + 4 -
输入信号4…20毫安限制到大约。26日马
开路电压/短路电流端子1+、2-:22v / 26ma
压降端子3+，4-:约。5伏
可用电压端子1+，2-:≥15v时，20ma;≥18v，电压为4ma
输出
连接端控制端
连接端子5-，6+
端子5-，8+为HART电阻
load 0…350 Ω(源模式)
输出信号源模式:4…20ma或1…5v(内部电阻:250 Ω， 0.1%)
Sink mode: 4…20ma，工作电压10…30 V
对于额外的内部或外部负载(例如端子+8)，必须考虑电压降，例如250 Ω x 20 mA = 5 V。
纹波20毫伏均方根
传输特性
20°C(68°F)时的偏差
& lt;全量程的0.1%，包括非线性和滞后(源模式和汇模式4…20 mA)
≤±0.2%，包括非线性和滞后(源模式1…5 V)
环境温度及温度的影响;2 μ a / k(-20…70°c(-4…158°F));& lt;4 μ a / k(-40…-20°c(-40…-4°F))(源模式和汇模式4…20 ma)
& lt;0.5 mV/K(-20…70°c(-4…158°F));& lt;1 mV/K(-40…-20°c(-40…-4°F))(源模式1V)
频率范围场侧进入控制侧:带宽带0.5 Vpp信号0…3 kHz (-3 dB)
控制端进场端:带宽带0.5 Vpp信号0…3 kHz (-3 dB)
沉淀时间≤50ms
上升/下降时间≤10ms
电隔离
输入/输出基本绝缘符合IEC/EN 61010-1，额定绝缘电压300 Veff
输入/电源加强绝缘符合IEC/EN 61010-1，额定绝缘电压300 Veff
输出/电源基本绝缘符合IEC/EN 61010-1，额定绝缘电压300 Veff
指标/设置
显示元件led
控制元件dip开关
通过拨码开关进行配置
正面贴标空间
指令一致
电磁兼容性
指令2014/30/ eu en 61326-1:2013(工业场所)
整合
电磁兼容性ne 21:2017
EN 61326 - 3 - 2:2018
防护等级iec 60529:2001
电击防护ul 61010-1:2012
环境条件
环境温度-40…70°c(-40…158°F)
机械规范
防护等级ip20
连接螺钉端子
质量约。100克
尺寸12.5 × 119 × 114毫米(0.5 × 4.7 × 4.5英寸)(宽×高×深)，外壳类型A2
安装在35mm DIN安装轨上。EN 60715:2001

倍加福安全栅KCD2-STC-EX1模拟量输入导轨式工作原理